مطالعه و بررسی مدهای فوتونیکی محبوس شده در ساختار مایکروکاواک استوانه ای

مطالعه مایکروکاواک های اپتیکی با هندسه های فابری-پرو، ویسپرینگ گالری و بلور فوتونیکی موضوع جالبی برای تحقیقات و به کارگیری این یافته ها در ساخت قطعات جدیدتر در حیطه های مختلف علمی و تجاری همچون ارتباطات از راه دور اپتیکی، ساخت قطعات اپتوالکترونیکی و تحقیق الکترودینامیک کوانتومی کاواک در فیزیک حالت جامد می باشند. با ساخت چنین هندسه های محبوس سازی سه بعدی، انتشار نور می تواند در هر سه بعد کنترل و تقویت شود. ساختار مایکروکاواک استوانه ای مورد مطالعه در این تحقیق، یک کاواک- است که توسط جفت لایه های گالیم آرسناید متناوب در آینه های براگ بالایی و پایینی محاط شده است. کاواک شامل یک لایه نقطه کوانتومی تعبیه شده در موقعیت شکم میدان الکترومغناطیسی کاواک است که به عنوان یک تابشگر عمل می کند. ساختار مایکروکاواک استوانه ای قابلیت جفت شدن با فیبر نوری را دارا بوده و به جهت قائم بودن و صاف بودن دیواره ها اهمیت فراوانی دارد. این دو پارامتر، برای حصول افت اپتیکی بسیار کوچک و در نتیجه به دست آوردن فاکتور کیفیت بالا در ساخت قطعات اپتوالکترونیکی، بسیار اساسی هستند. در این تحقیق، چگونگی محبوس سازی مدهای فوتونیکی با توجه به تأثیر مدهای فابری- پروی آینه ها و تأثیر دیواره استوانه ای به ترتیب بر کوانتیزه کردن بردار موج در راستای محور و در صفحه کاواک بررسی شده است. با شروع از حل معادلات ماکسول برای محیط داخل و خارج کاواک، تعدادی از مدهای مجاز میدان های الکتریکی و مغناطیسی به روش عددی و گرافیکی به دست آمده اند. همچنین پروفیل شدت تابش مدهای فوتونیکی مختلف ارائه گردیده است. چگونگی تغییرات طول موج تابشی، پهنای خط در نصف ارتفاع و فاکتور کیفیت، با تغییر شعاع کاواک بررسی شده و نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از طیف های فوتولومینسانس، مقایسه شده است.